Placa solar aire (Horno solar)

Hola todos

He estando trabajando en una placa solar de aire (solar furnace en ingles) No he visto nada similar publicado por aquí.
Mi idea era mantener la temperatura de mi casa de campo, encima de 16ºC, en inverno durante nuestra ausencia. En Castilla tenemos muchos días de sol, incluso en inverno

En EEUU hay muchos modelos. Los colectores pueden ser de lata de refrescos, tubos de aluminio, mosquitera o chapa.

He hecho este modelo, con perfiles de aceros remachados, madera OSB, policarbonato y un colector con una red de mosquitera comercial. El extractor es de 230V con un buen caudal. He añadido una regulación de velocidad para ajustar el flujo del aire y un termostato digital para arrancar el sistema a 30ºC
Las mediciones son de 70x150x7 cm (70 cm era para usar una mosquitera comercial con marco)

Archivo adjunto 31248

El principio es sencillo, El aire entra por la base de la placa, el sol calienta el colector, el aire recoge las calorías presas en la estructura y en el colector y se manda el aire en la vivienda. Hasta ahora (incluso con fallos de diseño) con aire a la sombra a 6ºC, sube la temperatura del aire sin dificultad a 50-60 ºC a la salida. incluso con un flujo forzado a 180 m^3/h

Archivo adjunto 31250

Estructura y fondo (Estructura hecho con perfiles de falso techo remachados)

Archivo adjunto 31242

Extractor 230V (Control de velocidad/Flujo en la caja con el termostato)

Archivo adjunto 31244

Entrada aire (El acabado esta con mosquitera para evitar entrada de insectos). Una apertura larga permite distribuir mejor el aire sin poner deflector

Archivo adjunto 31251

Aislamiento del fondo. Algunos optan para pintarlo de negro. En teoría se capta más calorías pero pierde su función de aislamiento.

Archivo adjunto 31241

Policarbonato y marco (Marco hecho con perfil de falso techo negros)

Archivo adjunto 31243

Caja con termostato doble. Solo uno actúa sobre el extractor. La sonda está dentro de la caja en la parte superior. La segunda sonda está abajo y sirve de termómetro para medir el aire entrante

Archivo adjunto 31245

La mosquitera es comercial. La he añadido una capa adicional de red negra. El conjunto se coloca pegada al fondo abajo y pegada al cristal arriba. De esta forma se obtiene una captación maxima de calor

Archivo adjunto 31246

Tubo aislado (Conectado provisionalmente a una entrada de aire de la casa (Para mis pruebas)

Archivo adjunto 31247

Conclusion

Funciona muy bien.
El aire entra en casa entre 50, 70 ºC. Intentare calcular la potencia equivalente. Por lo menos hacer una aproximación
La estructura metálica en lugar de madera no tiene demasiada perdida de calorías, si el flujo de aire es suficiente.
He visto muchos modelos con un aislamiento interior de caja muy cuidado. No lo veo importante si el flujo de aire es suficiente. La union entre el cristal y el marco esta aislada con juntas para que el calor se quede en la caja.
He hecho mediciones con camara térmica, haciendo variar la velocidad del extractor, para buscar fugas. El único sitio donde tengo que mejorar, es la parte alta de la estructura. El calor se acumula y el marco ahí se pone ardiendo a más de 60ºC. Se podría aprovechar este calor para la vivienda

En este enlace hay mucha información

Una actualización de la instalación.
Esta ahora fijada sobre bisagras y así girarla para evitar que le dé el sol en verano. También es fácil desmontar la placa si hace falta
Estos días de mucho sol con temperaturas de 6-7 grados ayuda a calentar la cocina. El aire entra en casa a 50 grados de las 11:00 hasta las 16:00

Placa solar fijada
Archivo adjunto 32265

El tubo aislado es mucho mas corto
Archivo adjunto 32266

Caja con termometro y termostato (El extractor se pone en marcha a partir de 30ºC)
Archivo adjunto 32267

El tema de la energia solar por aire directo es su bajo rendimiendo apenas un 50%....por lo que tienes que poner mucha superficie mirando al sur (espacio que muchos no tienen).Por el mediterraneo se venden como medio para deshumidificar viviendas.
Con el precio de los paneles fotovoltaicos ha hecho que todos los demás sistemas queden obsoletos economicamente.Yo acabo de comprar 4 paneles fotovoltaicos de 600 w por 100€ cada uno....

Hola Xisco
Gracias por el comentario. Es verdad que el precio de las placas solares fotovoltaicas hacen descartar otras tecnología.
Las placas térmicas o hornos solares no aprovechan el sol de la misma forma que la fotovoltaica y eso obliga a tener una mejor exposición. Si te fijas en la foto tengo sombra de una rama. Es una sombra de 20 minutos y a las 14:00, baja el rendimiento. Además la inclinación no esta perpendicular a los rayos solares. Se puede mejorar
Es difícil sacar una cifra de rendimiento. Depende de la base de cálculo. En mi caso gasto una potencia de 15W para tener una equivalencia de 500-600W (estimado). En este caso es mucho más que el 50% 😏. Tendré que hacer el cálculo con la temperatura de salida y flujo de aire.
Lo malo es la transmisión de las calorías por el aire. El aire es muy mal conductor. Por eso intenté reducir la longitud del tubo al máximo.

El coste de una placa fotovoltaica como bien dice es de 100€ aproximadamente. Hay que añadir un variador de frecuencia (inversor) 200€, cables y pequeños materiales. Corrígeme si me equivoco.
Se tiene así algo para alimentar una calefactor sencillo sin batería. Es una instalación además moderna y estética.
Lo que fabriqué no me costó más de 100€ con el extractor y cajas de conexiones. Lo que más cuesta es la placa de policarbonato y el tiempo 😅. Existen productos comerciales, pero desconozco los precios. Lo venden como apoyo a un sistema de calefacción principal

Yo admiro a los que fabrican cosas....al final todos estos conocimientos las vas a usar para otras cosas...Yo ahora mismo tengo la bomba de calor encendida a coste cero y tambien me sirve para el aire acondicionado en verano...en un equipo moderno de da un cop de 4 asi ahorro muchisimo en factura de la luz.
Hoy en dia y mas en zona mediterranea puedes hacerte por muy poco dinero (unos 1000€,si lo haces todo tu)una instalacion fotovoltaica con vertido cero de poca potencia(no necesitas certificados)

La bomba de calor alimentada con placas fotovoltaicas es una buena solución. Pero hasta que la instalación no este amortizada no sera un coste cero.
He calculado la potencia de mi placa. Si no me he equivocada con el aire entrando a 6ºC y saliendo a 50ºC. Un flujo de 92 m^3/h, la potencia de mi instalación a la salida es de 1376W. Con la perdida (En el tubo) de la placa a la habitación me quedan 1060W

Si tu panel solo te mide 1 m2 su potencia(con el sol perpendicular)solo te va a dar 500w...los paneles solares termicos para calentar agua tienen mejor rendimiento y se van al 650 w y las fotovoltaicas solo a unos 200w.

Cita:

---

Iniciado por xisco1960

Si tu panel solo te mide 1 m2 su potencia(con el sol perpendicular)solo te va a dar 500w...los paneles solares térmicos para calentar agua tienen mejor rendimiento y se van al 650 w y las fotovoltaicas solo a unos 200w.

---

Interesante

Solo he usado la formula

Cita:

---

Potencia = Flujo del aire × 0,34 × diferencia de temperatura entrada/salida

---

y así me da la potencia calorífica de la instalación

Los tests de algunas instalaciones de prueba en EEUU, que he podido ver, hablan de 4500 a 5200 BTU con placas de tamaño similar, lo que equivale aproximadamente a 1300-1520W.

Para calcular la eficiencia de las placas en %. He visto que se usa la potencia solar por metro cuadrado. En general es una eficiencia cerca a lo que indicaste 50-55%. Tengo que encontrar el valor medio en la meseta en invierno para sacar un dato claro de mi instalación